Zona De Fresnel

Zona de Fresnel, Factor de Corrección, Margen de Claridad Zona de Fresnel Se denomina zona de Fresnel a una elíptica imaginaria, cuyo eje se encuentra alineado con la linea de vista entre transmisor y receptor, su ancho depende en forma inversamente proporcional a la frecuencia. Al no estar libre causa la llamada atenuación por sombra. La figura 1 ejemplifica a la Zona de Fresnel.

Figura 1. Zona de Fresnel. En el último gráfico de la figura 1, existe línea de vista entre el transmisor y el receptor, sin embargo la Zona de Fresnel se encuentra obstruida, causando interferencia. El cálculo para obtener las Zonas de Fresnel esta dado por la siguiente formula que se muestra en la figura 2:

Figura 2. Fórmula genérica de cálculo de las zonas de Fresnel. Donde:

r n =Radio de laenésima zona de Fresnel(n=1,2,3. .). d 1=Distancia desde e l transmisor alcentro del elipsoide en metros . d 2=Distancia desde el centro del elipsoide al receptor en metros . λ=Longitud de onda de la señal transmitidaen metros .

Factor de Corrección Cuando se desea desarrollar un radioenlace de gran distancia, es de vital importancia identificar posibles obstáculos (colinas, cumbres, montañas, etc.) Por este motivo, es necesario elaborar un perfil de radioenlace, en donde podamos visualizar con facilidad los obstáculos que están más próximos al haz radioeléctrico o que incluso puede obstruirlo, ocasionando zonas de sombra con pérdidas de señal significativo. El perfil del radioenlace se elabora a partir de las curvas de nivel de los planos topográficos de la zona que deseamos estudiar, aunque seria de mucha ayuda contar con las cartografías digitales del terreno.

Figura 3. Simulación en Radio Mobile

Pero cabe recalcar y que además será explicado mas adelante, que resulta imprescindible corregir las alturas antes de hacer los cálculos de despejamiento y de perdidas de difracción. En los radioenlaces de larga distancia el haz electromagnético se curva como resultado del fenómeno de la refracción troposférica. La troposfera suele modelarse con una gradiente de índices de refracción las cuales van a cambiar con la altura, esto se debe a los cambios de temperatura y de presión. Esto ocasionara que el trayecto del rayo no sea en linea recta, por ende esto nos va obligar a cambiar de forma ligera el apuntamiento de las antenas en este caso en el plano vertical.

Figura 4. Un

radioenlace en Radio Mobile

Por otro lado, tenemos que tener en cuenta la curvatura de la tierra, mas aún si estamos trabajando con radioenlaces de largas distancias. Es importante también mencionar que la curvatura terrestre ocasiona mayor influencia de los obstáculos. Todos estos efectos mencionados anteriormente contribuyen a una menor o mayor influencia de los obstáculos, que deberá cambiar su altura real con la finalidad de poder modelarlos de forma correcta. Por un lado, la curvatura de la tierra contribuye a ampliar la altura efectiva de los obstáculos encima de la cota (altura, altitud) imaginaria de la tierra plana. Por otro lado, tenemos la refracción de la troposfera que contribuye en condiciones de atmósfera estándar donde (k = 4/3) a reducir la altura efectiva de las mismas, pues el trayecto recorrido por el haz electromagnético acostumbra tener una forma cóncava si la visualizamos desde la tierra.

Como se mencionó anteriormente, ambos efectos suelen modelarse de manera conjunta para así aplicar una corrección sobre la curvatura de la tierra, también llamado como modelo de tierra ficticia. Para este ultimo caso, el radio de la tierra debe multiplicarse por el Factor k, tal como se puede visualizar en la figura 5.

Figura 5. El Factor k en tierra real y tierra ficticia. Para hacer el cálculo del Factor de Corrección de la altura de los obstáculos se usa la siguiente ecuación (figura 6), esta es conocida también como flecha, que representa la corrección de altura en metros que se le debe sumar a la altura real del obstáculo medida sobre la cota (altura, altitud) de tierra plana.

Figura 6. Fórmula para hallar el Factor de Corrección. De la fórmula mostrada en la figura 3 se sabe que k es la constante de tierra ficticia, usualmente es 4/3 en condiciones en donde la atmosfera es normal, también se conoce que a es el radio de la tierra ( 6378 km) y d1 y d2 vienen a ser las distancias del obstáculo con ambos extremos del radioenlace. Finalmente, reemplazando los valores que ya se mencionaron anteriormente tendríamos la formula final para hallar el Factor de Corrección tal se muestra en la figura 7.

Figura 7. Fórmula final para hallar el Factor de Corrección.